VR-, AR- und MR-Anwendungen haben längst eine neue Ära in der Wissensvermittlung eingeläutet. Komplexe Sachverhalte, erklärungsbedürftige Produkte und Technologien sowie neue Abläufe lassen sich mit den Visualisierungstechnologien verständlich und einprägsam vermitteln. Werden reales Spezialzubehör oder reale Werkzeuge mit der virtuellen Anwendung verbunden, prägt sich das Erlernte noch besser ein.
Virtual Reality, Augmented Reality und Mixed Reality sind längst im industriellen Einsatz angekommen, insbesondere in der Aus- und Weiterbildung. Die Bandbreite der Anwendungsmöglichkeiten umfassen nicht nur Anleitungen zum Bedienen von Maschinen. Auch in der Montage, Wartung oder Qualitätssicherung eröffnen sich neue Perspektiven.
Inzwischen erobern die modernen Visualisierungsanwendungen auch Bereiche des Rettungsdiensts wie etwa Feuerwehren. Um im Notfall vorbereitet zu sein, üben die Feuerwehrkräfte Situationen, die in der Realität kaum oder nur mit einem hohen Aufwand und hohen Kosten verbunden sind.
Noch nie war es so einfach, Wissen zu vermitteln und Personen zu schulen. Etablierte Lernmethoden werden dabei nicht ersetzt, sondern sinnvoll mit den neuen Visualisierungsmöglichkeiten erweitert. Unternehmen und Organisationen profitieren mehrfach von dem Nutzen dieser Technologien.
Einordnung Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality
Aber der Reihe nach: Virtual Reality und Augmented Reality sind inzwischen gängige Begriffe. Mixed Reality wird immer bekannter. Die Unterschiede sind jedoch weniger geläufig.
Virtual Reality ist den meisten Menschen bekannt. Virtual Reality beschreibt die volle Immersion. Das bedeutet, dass in der virtuellen Welt keine Bilder der realen Welt angezeigt werden. Personen, die eine VR-Anwendung nutzen, haben nicht die Möglichkeit, optisch oder visuell Reales wahrzunehmen.
Anders bei Augmented Reality. Hier wird die virtuelle Umgebung um die reale Umgebung erweitert. Über sogenannte „Feature Points“ wird die Umgebung referenziert. Markante Stellen werden erkannt. Das System errechnet eine 3D-Umgebung, die eine genaue Positionierung von virtuellen Objekten in die reale Umgebung integrieren. AR ist als Projektion von Informationen und Hologrammen in unserer direkten Umgebung definiert.
Ein typisches und bekanntes Beispiel ist das Head-up-Display (HUDs) in vernetzten Fahrzeugen. HUDs versorgen den Fahrer mit wichtigen Informationen im Sichtfeld. Die Außenansicht der Verkehrssituation wird um virtuelle Hinweise erweitert, z. B. Geschwindigkeitsanzeigen oder die Anzeige von Richtungspfeilen in der Navigation, passgenau auf der richtigen Fahrspur.
Weniger geläufig ist Mixed Reality. MR wird leicht verwechselt mit Augmented- und Virtual Reality, teilweise überschneiden sie sich. Mixed Reality steht für den interaktiven Übergang von realer und virtueller Umgebung, sie ermöglicht eine Erweiterung von vorhandenen Räumen mit haptischen Elementen. Das bedeutet, dass eine Interaktion in der virtuellen Welt eine Auswirkung auf die reale Welt hat und umgekehrt. Ein realer Roboterarm bewegt sich, sobald ein Knopf in der virtuellen Welt gedrückt wurde. Oder vice versa: In der realen Welt wird ein Knopf gedrückt und in der virtuellen Welt geht ein Tor auf.
In der Wissensvermittlung bieten alle drei Visualisierungstechnologien klare Vorteile.
Anwendungsmöglichkeiten sind nahezu unbegrenzt
Produktionsplanung
AR-Anwendungen eignen sich bei der Umplanung bestehender Werke. Sie können bei der Integration neuer Modelle oder Varianten, aber auch bei Standorterweiterungen oder Neuplanungen von Werken wertvolle Hilfe leisten. Die Anwendung unterstützt die Mitarbeitenden in der Planung beispielsweise bei der exakten Verortung von Werkstücken. Sie liefert wichtige Information für eine präzise Planung und Bewertung von Produktionsprozessen.
Augmented Reality wird verwendet, um die reale Umgebung mit Inhalten in Form von Anleitungen oder Videos zu überlagern. Die Informationen können ein- und ausgeblendet werden. Liegt ein Objekt in digitaler Form vor, kann das Werkstück über die 360-Grad-Ansicht aus der jeweils gewünschten Perspektive betrachtet werden. Die Objekte können skaliert, frei platziert oder erweitert werden, beispielsweise durch einen Querschnitt oder eine Animation, die die Funktionsweise verdeutlicht. Der Planer steht am „virtuellen“ Band und hat die Möglichkeit, eine Detailansicht auf Bauteile zu nehmen. So können z. B. Takte durchgespielt werden. Fehler werden erkannt, die in der Planungssoftware nicht sichtbar werden.
Auch das Verhalten von Robotern kann flexibel und sicher dargestellt werden. Werker können sich z. B. mit sämtlichen Funktionalitäten vertraut machen, bevor sie die reale Fertigungslinie betreten.
Die Serienqualität wird ab Produktionsstart gewährleistet. Das Ergebnis: Ein Produktionsstart ohne Nacharbeit.
Montage
In der Montage lassen sich Arbeitsvorgänge live am Fahrzeug trainieren. Die notwendigen Informationen werden in der Überlagerung eingeblendet. Sie lassen sich beliebig vor- und zurückspulen. Unterschiedliche Prozesse, wie z. B. „Wie baue ich einen Elektromotor ein?“, „Wie kontrolliere ich, ob die Batterie korrekt montiert wurde?“ können mit der AR-Anwendung trainiert werden. Die Fachkräfte lernen Montagevorgänge wie einklipsen, platzieren von Werkstücken, verschrauben etc., und dies in verschiedenen Schwierigkeitsstufen. Der Trainer hat fortan Zeit, mehr als einen Mitarbeitenden gleichzeitig zu betreuen. 
Qualitätssicherung und -prüfung
Die modernen Technologien lassen sich als technische Plattform zur Qualitätskontrolle einsetzen. Echtzeitdaten und Messwerte werden in der Anwendung eingespeist und geben direktes Feedback aus. Kritische Situationen und Problemfälle können durchgespielt werden. Qualitätsauditoren erkennen Abweichungen und Fehler und können diese zuverlässig dokumentieren.
Wartung
In der Wartung kann eine AR-Anwendung neue Mitarbeitende darin schulen, die notwendigen Kenntnisse und Fähigkeiten zu erlernen, um Wartungsarbeiten korrekt durchzuführen. Über eine AR-Anwendung werden die Mitarbeitenden Schritt für Schritt durch die Aufgaben geführt und erhalten über die AR-Brille die notwendigen Informationen.
Notfall-Situationen
Als Beispiel dient hier die Brandbekämpfung: Feuerwehren sorgen für unsere Sicherheit. Damit sie im Notfall souverän und richtig handeln, müssen die Einsatzkräfte diverse Szenarien trainieren. In der Regel benötigen sie zu solchen Trainings einen Brandcontainer, Verbrauchsmobilar, dass bei einem Brand entzündet und gelöscht werden kann, sie müssen spezielle Sicherheitsanforderungen erfüllen, benötigen entsprechendes Equipment u. v. m.
VR-Anwendungen ermöglichen den Feuerwehren ein effizientes Taktiktraining. Die Einsatzkräfte können seltene Phänomene in einer sicheren Umgebung üben und gewinnen Routine beim Feuerlöschen. Sie sind zeitlich und lokal unabhängig und können das Training beliebig wiederholen. Das sorgt für Sicherheit, für die Einsatzkräfte und die Brandbeteiligten.
Einzigartig: VR-, AR-, MR-Anwendungen mit integriertem Spezialzubehör und Werkzeugen entwickelt durch unser Team von Feynsinn
Bleiben wir bei dem Beispiel zur Brandbekämpfung: Für das Training der Feuerwehren ist das Training mit einem typischen Hohlstrahlrohr unerlässlich, um die nötige Erfahrung und Routine zu sammeln. Die Feuerwehrkraft ist mit dem Hohlstrahlrohr vertraut.
Unser Team von Feynsinn hat das Spezialwerkzeug für die VR-Anwendung in ein elektrifiziertes Hohlstrahlrohr umgebaut, dass die genauen Messwerte in der Anwendung widerspiegeln kann. Ein integriertes Feedback-System liefert Hinweise zu Taktikfehlern, Wasserverbrauch, Neigungswinkel und benötigter Zeit. Die Einsatzkräfte trainieren mit der Anwendung „VR-Löschtrainer“ realitätsnah das geordnete Denken und Handeln sowie Atemschutzmaßnahmen im Team für den Ernstfall. 
Ein virtuelles Training bietet für die Brandbekämpfung folglich keinen vollständigen Ersatz zu einem physischen Training. Das VR-Training kann die Feuerwehrkräfte jedoch so vorbereiten, dass sie die Brandszenarien in der Realität deutlich weniger trainieren müssen.
Ein weiteres Beispiel umfasst das virtuelle Lackieren. Mit Hilfe eines virtuellen Lackiersystems, ebenfalls entwickelt von unserem Feynsinn-Team, üben Handlackierer manuelles Applizieren ohne Einsatz echter Materialien. In einer virtuellen Lackiererei trainieren die Lackierer mit einer echten Lackierpistole den Lackierprozess. Für diesen Anwendungsfall hat Feynsinn eine reale Lackierpistole umgebaut.
Über digitale Lackierparameter stellen die Lackiererin und Lackierer den Sprühbild, die Lackdurchflussmenge und der Luftdruck ein. Wird der Abzug an der Lackierpistole gezogen, strömt virtueller Lack samt Lacknebel aus der virtuellen Pistole und die Beschichtung kann beginnen. In Echtzeit werden Informationen zu Lackdicke, Sprühwinkel und Geschwindigkeit ausgegeben. Ein Distanzstrahl zeigt an, ob der Abstand zwischen dem Werkstück und Pistole korrekt ist. Informationen zur Lackabdeckung, Lackverbrauch, Pistolenhandling, Lackiergeschwindigkeit oder Abweichungen vom optimalen Lackierablauf werden über ein Auswahlmenü abgerufen.
Die Umrüstungen von Spezialzubehör und Werkzeugen findet bei uns im Hause statt. EDAG und Feynsinn haben die Möglichkeit, die Werkzeuge so zu elektrifizieren und mit Sensoren zu verbauen, dass diese authentisch und haptisch in der Anwendung widergespiegelt werden. Das ist einzigartig und sorgt für ein nahezu realistisches Erlebnis.
Visualisierungstechnologien fördern den Aufbau von Wissen, helfen Gelerntes zu festigen, sparen Zeit und Kosten
Die Vorteile von VR, AR und MR liegen auf der Hand: Realitätsnähe und Immersion. Der Einsatz der Visualisierungstechnologien gewährleistet nachhaltiges Lernen. Personen trainieren die Schritte interaktiv und on-demand. Das Risiko von Fehlern wird verringert.
10 Vorteile im Überblick:
- Durch die Visualisierung wird Wissen greifbar.
- Die Visualisierungstechnologien ermöglichen intuitives Interagieren mit der dreidimensional simulierten Umgebung.
- Neue Abläufe können auf explorative Art und Weise trainiert werden. Der Umgang mit den Visualisierungsmethoden bedarf keiner speziellen Anleitung.
- Bestimmte Szenarien können gezielt betrachtet werden.
- Jede Person erlebt seine eigene Erfahrung. Die Personen werden nicht durch ein Lehrbuch geführt.
- Situationen, die in der Realität mit großem Aufwand durchführbar sind, können virtuell einfach durchgespielt werden.
- Feedback in Echtzeit hilft, das Gelernte zu festigen und die Merkfähigkeit zu erhöhen.
- Komplexe Lerninhalte sind darstellbar und lange Zeit erinnerbar und anwendbar.
- Kosten und Zeit für das reale Training werden eingespart.
- Planungsfaktoren entfallen, z. B. für spezielle Aufbauten.
Trotz der vielen Vorteile verbleibt eine Hürde, und zwar, die digitale Welt in die reale zu implementieren. Die unzähligen virtuellen Inhalte in Bild, Text und Ton innerhalb der Anwendungen müssen erstellt und implementiert werden. Unternehmen und Organisationen müssen daher abwägen, für welche Zwecke die Anwendungen eingesetzt und welche Situationen simuliert werden sollen. Die Aufbereitung all der Daten erfordert zunächst einen Mehraufwand.
Der Einsatz von VR, AR, MR erweist sich unserer Meinung nach in zahlreichen Anwendungsfällen als ein effektives Werkzeug. Die heute verfügbare Technik zur Visualisierung ist leistungsstark genug, um virtuelle Objekte und Umgebungen so darzustellen, dass sie für den Betrachter real erscheinen.
Unser Team von Feynsinn setzt seit mehr als 10 Jahren auf die modernen Visualisierungsmethoden. Abhängig vom Anwendungsfall entwickeln wir gemeinsam VR-, AR-, MR-Anwendungen und nutzen dazu Tools, wie DELTAGEN, PIXYZ, Maya VRED die Game Engines Unity und Unreal.
Quelle:
https://insights.edag.com/de/vr-ar-mr-neue-wege-der-wissensvermittlung
